FR2907773A1 - Diesel vehicle detecting method for use when vehicle is present near petrol pump nozzle, involves stopping ethanol based biofuel distribution system equipped with petrol pump nozzle if nature of aspired vapor corresponds to that of air - Google Patents
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Abstract
Description
1 La présente invention a pour objet un procédé de détection de véhiculesThe present invention relates to a vehicle detection method
diesel dans une installation de distribution de biocarburant en particulier à base d'éthanol équipée d'un système de récupération ou d'aspiration de vapeur. diesel fuel in a biofuel distribution plant, in particular ethanol-based equipment equipped with a recovery or aspiration system for steam.
Une telle installation comprend : - une cuve de stockage du biocarburant à distribuer, - un circuit de distribution de liquide comportant une pompe de distribution permettant de faire circuler le biocarburant avec un débit de liquide QL entre la cuve de stockage et le réservoir d'un véhicule, -un circuit de récupération ou d'aspiration de vapeur comportant une pompe de récupération ou d'aspiration permettant de faire circuler la vapeur émise lors du remplissage du réservoir entre celui-ci et la cuve de stockage avec un débit de vapeur Qv, - des moyens de comptage branchés sur le circuit de distribution de li- quide et comportant un mesureur de liquide relié à un générateur d'impulsions ou codeur permettant à un calculateur d'établir le volume et le prix du biocarburant délivré qui apparaissent en clair sur un afficheur, - un pistolet distributeur relié au circuit de distribution de liquide et au circuit de récupération de vapeur et équipé d'un embout permettant de distribuer du biocarburant dans le réservoir d'un véhicule ainsi que d'un orifice annulaire autorisant l'aspiration des vapeurs vers la cuve de stockage, et - une électronique de commande équipée d'un microprocesseur connecté aux moyens de comptage de façon à disposer de la valeur instantanée du débit de liquide QL et coopérant avec des moyens de réglage du dé-bit de vapeur Qv, branchée sur le circuit d'aspiration de vapeur de façon à maintenir le débit de vapeur Qv approximativement égal au débit de liquide QL. Such an installation comprises: - a biofuel storage tank to be dispensed, - a liquid distribution circuit comprising a distribution pump for circulating the biofuel with a liquid flow QL between the storage tank and the tank of a vehicle, a vapor recovery or suction circuit comprising a recovery or suction pump for circulating the vapor emitted during the filling of the reservoir between the latter and the storage tank with a vapor flow Qv, counting means connected to the liquid distribution circuit and comprising a liquid meter connected to a pulse generator or encoder enabling a calculator to establish the volume and the price of the biofuel delivered which appear in clear on a display, - a dispensing gun connected to the liquid distribution circuit and to the vapor recovery circuit and equipped with a nozzle allowing dispensing biofuel into the tank of a vehicle as well as an annular orifice allowing the vapors to be sucked into the storage tank, and - a control electronics equipped with a microprocessor connected to the counting means so as to dispose of the instantaneous value of the liquid flow QL and cooperating with means of adjusting the steam de-bit Qv, connected to the steam suction circuit so as to maintain the steam flow Qv approximately equal to the liquid flow QL.
Il est à noter que les moyens de réglage du débit de vapeur Qv peuvent être constitués par une électrovanne proportionnelle ou encore par une pompe à vitesse variable. Une telle installation de distribution de biocarburant dont les caractéristiques sont connues en elles-mêmes est à titre d'exemple re-35 présentée sur la figure 1. Selon cette figure, cette installation est équipée d'un pistolet 10 permettant la distribution du biocarburant liquide par un embout 11 et l'aspiration des vapeurs émises par un orifice annulaire 12. 2907773 2 Le biocarburant est stocké dans une cuve souterraine 20 et aspiré par une pompe aspirante/refoulante 30 montée dans un circuit de distribution de liquide comportant une canalisation de distribution 31 plongeant dans la cuve 20. 5 A l'extrémité opposée à la cuve 20 de cette canalisation 31, il est prévu un séparateur liquide/vapeur 35 en aval duquel le flux de biocarburant est canalisé dans la partie externe d'un flexible coaxial 36 puis distribué par le pistolet distributeur 10 avec un débit de liquide QL. La quantité distribuée est déterminée à l'aide de moyens de 10 comptage branchés sur la canalisation 31 et comportant un mesureur 40 associé à un codeur 41, un calculateur 42 et un afficheur 43 donnant le volume et le prix du biocarburant distribué. Pendant la distribution, une pompe 50 montée sur une canalisation 51 permet d'aspirer les vapeurs issues du réservoir en cours de 15 remplissage depuis l'orifice annulaire 12 du pistolet distributeur dans un circuit de récupération des vapeurs émises ; ces vapeurs sont ainsi canalisées au travers de la partie centrale du flexible coaxial 36 jusqu'au séparateur liquide/vapeur 35 puis dans la canalisation de récupération de vapeur 51 reliant le séparateur 35 à la cuve de stockage 20. 20 Par suite, la pompe 50 refoule dans la cuve 20 les vapeurs aspirées qui viennent occuper le volume exact libéré par le biocarburant distribué, de sorte que la pression dans la cuve de stockage 20 reste voisine de la pression atmosphérique PA. Pour assurer une efficacité de récupération des vapeurs 25 émises voisine de 100 %, il faut, à chaque instant de la distribution que le débit de liquide QL soit égal au débit de vapeur Qv. Cette égalité est obtenue grâce à une électrovanne proportionnelle 52 montée sur la canalisation de récupération de vapeur 51 en amont de la pompe 50 et pilotée par une électronique de commande 53 30 munie d'un microprocesseur de façon à réguler le débit Qv. Cette électronique de commande 53 est reliée au codeur 41 ou au calculateur 42 de façon à disposer de la valeur instantanée du débit de liquide QL et transmet en réponse à l'électrovanne 52 un signal de commande d'ouverture qui est fonction de ce débit. It should be noted that the means for adjusting the steam flow Qv may be constituted by a proportional solenoid valve or by a variable speed pump. Such a biofuel distribution installation whose characteristics are known per se is, by way of example, shown in FIG. 1. According to this figure, this installation is equipped with a spray gun 10 allowing the distribution of the liquid biofuel. by a nozzle 11 and the suction of the vapors emitted by an annular orifice 12. The biofuel is stored in an underground tank 20 and sucked by a suction / discharge pump 30 mounted in a liquid distribution circuit comprising a distribution pipe 31 At the end opposite the tank 20 of this pipe 31, there is provided a liquid / vapor separator 35 downstream of which the flow of biofuel is channeled into the outer portion of a coaxial hose 36 then dispensed by the dispensing gun 10 with a liquid flow QL. The dispensed quantity is determined using counting means connected to the pipe 31 and having a meter 40 associated with an encoder 41, a calculator 42 and a display 43 giving the volume and the price of the distributed biofuel. During dispensing, a pump 50 mounted on a pipe 51 makes it possible to draw the vapors coming from the tank being filled from the annular orifice 12 of the dispensing gun into a vapor recovery circuit emitted; these vapors are thus channeled through the central portion of the coaxial hose 36 to the liquid / vapor separator 35 and then into the vapor recovery pipe 51 connecting the separator 35 to the storage tank 20. As a result, the pump 50 the aspirated vapors which take up the exact volume released by the distributed biofuel are discharged into the tank 20, so that the pressure in the storage tank 20 remains close to the atmospheric pressure PA. To ensure an efficiency of recovery of vapors emitted close to 100%, it is necessary, at each instant of the distribution, that the liquid flow rate QL is equal to the flow rate of vapor Qv. This equality is obtained through a proportional solenoid valve 52 mounted on the vapor recovery pipe 51 upstream of the pump 50 and controlled by a control electronics 53 30 provided with a microprocessor so as to regulate the flow Qv. This control electronics 53 is connected to the encoder 41 or the computer 42 so as to have the instantaneous value of the liquid flow QL and transmits in response to the solenoid valve 52 an opening control signal which is a function of this flow.
Le signal de commande à appliquer à l'électrovanne 52 en fonction du débit de liquide QL a été déterminé dans une phase de calibration préalable de l'installation et mis en mémoire dans le microprocesseur notamment sous la forme d'une table. The control signal to be applied to the solenoid valve 52 as a function of the liquid flow rate QL has been determined in a pre-calibration phase of the installation and stored in the microprocessor in particular in the form of a table.
2907773 3 L'efficacité de récupération E % qui est définie par le rapport 100(Qv/QL) n'est en fait jamais parfaitement égale à 100 %. Par suite, la cuve de stockage 20 est munie d'un évent 21 et est reliée à l'atmosphère par un système de clapet bidirectionnel 22.The recovery efficiency E% which is defined by the ratio 100 (Qv / QL) is in fact never perfectly equal to 100%. As a result, the storage tank 20 is provided with a vent 21 and is connected to the atmosphere by a bidirectional valve system 22.
5 Ce système laisse échapper les vapeurs si la pression dans la cuve de stockage 20 est supérieure à un seuil prédéterminé, par exemple de 20 mbar à la pression atmosphérique PA, ou à l'inverse permet à l'air de pénétrer dans la cuve de stockage si la pression au sein de celle-ci est inférieure à un seuil prédéterminé, et est par exemple inférieure de 10 10 mbar à la pression atmosphérique. La raréfaction du pétrole qui a pour corollaire la constante augmentation de son prix et la prise en considération constante des problèmes liés à la préservation de l'environnement ont conduit les spécialistes à chercher à concevoir des sources d'énergie de substitution.This system allows the vapors to escape if the pressure in the storage tank 20 is greater than a predetermined threshold, for example 20 mbar at atmospheric pressure PA, or conversely allows the air to enter the tank. storage if the pressure within it is below a predetermined threshold, and is for example 10 mbar lower at atmospheric pressure. The increasing scarcity of oil, which has resulted in a constant increase in price and the constant consideration of problems related to the preservation of the environment, have led specialists to seek alternative sources of energy.
15 Dans le domaine particulier de l'automobile, les biocarburants, en particulier à base d'éthanol qui sont en règle générale obtenus à partir de betteraves ou de céréales, correspondent à une alternative particulièrement intéressante car maintenant économiquement viable. Pour cette raison, les industriels étudient actuellement des 20 moteurs dits flexfuel qui pourraient être aptes à fonctionner à la fois avec des carburants d'origine pétrolière et des biocarburants. On verra ainsi apparaître dans un futur proche des installations de distribution similaires aux installations de distribution de carburant classiques mais équipées de pistolets distributeurs reliés à une 25 cuve de stockage de biocarburant de manière à permettre sa distribution dans le réservoir de tels véhicules spécialement conçus. Or, dans les installations permettant la distribution de différents types de carburant, il n'est pas rare que des automobilistes inattentifs remplissent le réservoir de véhicules à essence avec du carburant 30 diesel. Une telle méprise peut avoir des conséquences plus ou moins graves mais est en règle générale réparable. Au contraire, le remplissage du réservoir d'un véhicule die-sel avec un biocarburant à base d'éthanol conduira à une destruction 35 quasi immédiate du moteur qui devra alors être remplacé. Cette situation est consécutive au fait que contrairement aux monoalcools inférieurs, le carburant diesel qui est essentiellement constitué d'hydrocarbures à longue chaîne (en règle générale en C14 à 35 2907773 4 C24) donc essentiellement denses et visqueux a des facultés d'autolubrification des pompes à injection. La présente invention a pour objet de proposer un procédé permettant de détecter un véhicule diesel dès qu'il se présente au droit 5 d'un pistolet distributeur de biocarburant d'une installation du type sus-mentionné de façon à pouvoir commander l'arrêt immédiat de la distribution et par suite d'éviter la destruction du moteur de ce véhicule. Il est à noter que les spécialistes n'avaient jamais eu auparavant l'idée de proposer un tel procédé.In the particular field of the automobile, biofuels, in particular based on ethanol, which are generally obtained from beets or cereals, correspond to a particularly interesting alternative because it is now economically viable. For this reason, manufacturers are currently studying so-called flexfuel engines that could be able to operate with both petroleum fuels and biofuels. In the near future, it will be seen that distribution facilities similar to conventional fuel distribution installations but equipped with dispensing guns connected to a biofuel storage tank are provided so as to allow its distribution in the tank of such specially designed vehicles. However, in facilities for the distribution of different types of fuel, it is not uncommon for careless drivers to fill the tank of gasoline vehicles with diesel fuel. Such a mistake can have more or less serious consequences but is generally repairable. On the contrary, filling the tank of a die-salt vehicle with an ethanol-based biofuel will lead to an almost immediate destruction of the engine which will then have to be replaced. This situation is due to the fact that, unlike lower monoalcohols, diesel fuel which consists essentially of long-chain hydrocarbons (generally C14 to 2907773 4 C24) therefore essentially dense and viscous has the ability to self-lubricate pumps. injection. The object of the present invention is to propose a method making it possible to detect a diesel vehicle as soon as it appears at the right of a biofuel dispensing nozzle of an installation of the type mentioned above so as to be able to command the immediate stoppage. of the distribution and consequently to avoid the destruction of the engine of this vehicle. It should be noted that the specialists had never before had the idea to propose such a process.
10 Conformément à l'invention, ce procédé est caractérisé par la succession des étapes suivantes : - on branche sur le circuit d'aspiration de vapeur un dispositif de détermination de la nature des vapeurs aspirées constitué par l'association d'une part d'un débitmètre volumétrique et d'autre part d'un capteur 15 de mesure de pression relative référencé en particulier à la pression atmosphérique PA, - on relie ce dispositif à l'électronique de commande de façon à lui per-mettre de disposer des valeurs instantanées d'une part du débit de va-peur QvLU indiqué par le débitmètre et d'autre part de la pression 20 relative 8P indiquée par le capteur de pression qui représente la perte de charge dans la partie du circuit d'aspiration de vapeur comprise entre le point d'aspiration, d'une part et le capteur de pression et le débitmètre volumétrique d'autre part, - on effectue une calibration préalable à l'air de l'installation de façon à 25 déterminer une caractéristique liée à la perte de charge à l'air dans la partie du circuit d'aspiration de vapeur comprise entre le point d'aspiration d'une part et le capteur de pression et le débitmètre d'autre part, et on met cette caractéristique en mémoire, - en fonctionnement normal, on mesure à intervalle régulier les valeurs 30 du débit de vapeur QvLU et de la pression relative 8P, - à partir du débit de vapeur QvLU on calcule le débit de vapeur réel instantané par la formule : Qv = QVLU - on détermine la nature de la vapeur circulant dans le circuit d'aspiration de vapeur en tenant compte de la masse volumique p et de PA i 2907773 5 la viscosité de cette vapeur que l'on déduit de la caractéristique liée à la perte de charge à l'air préalablement mise en mémoire, et - on arrête l'installation lorsque l'on constate que les vapeurs aspirées correspondent à du carburant diesel c'est-à-dire sont très proches de 5 l'air. En effet le carburant diesel ne génère quasiment pas d'évaporation pour les températures auxquelles il est utilisé dans les véhicules routiers (-20 % à + 50 C). En cas de détection de l'aspiration des vapeurs correspondant à du carburant diesel, on peut en outre avantageusement générer une alarme visible et/ou sonore pour le conducteur de véhicule. La mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention ne nécessite donc que l'adjonction à une installation de distribution de carburant classique du type susmentionné d'un débitmètre volumique et d'un 15 capteur de mesure de pression relative référencé en particulier à la pression atmosphérique PA. Un tel débitmètre et un tel capteur de pression correspondent à des appareils particulièrement robustes et bon marché. De plus, comme ces équipements sont souvent déjà pré- 20 sents dans les distributeurs de carburant afin de contrôler la fonction de récupération de vapeur et donc réduire les émissions de composés organiques volatils, cette nouvelle fonction n'augmente pas significativement le coût de l'installation. Une installation de distribution de biocarburant équipée 25 conformément à l'invention d'un dispositif de détermination de la nature des vapeurs aspirées qui est constitué par l'association d'une part d'un débitmètre volumique et d'autre part d'un capteur de mesure de pression relative est à titre d'exemple représenté sur la figure 2. Selon cette figure, le dispositif de détermination 60 de la 30 nature des vapeurs aspirées est branché sur la canalisation de récupération de vapeur 51 entre le séparateur liquide/vapeur 35 et l'électrovanne proportionnelle 52. L'électronique de commande 53 est reliée au dispositif 60 et peut ainsi disposer des valeurs instantanées d'une part du débit de va- 35 peur QvLU indiqué par le débitmètre et d'autre part de la pression relative 8P indiquée par le capteur de pression relative. Selon l'invention, le capteur de pression a en règle générale par construction sa référence à la pression atmosphérique PA ; il délivre 2907773 6 donc une information relative 8P qui correspond à la différence entre la pression absolue au point de mesure et la pression atmosphérique. Dans l'installation représentée sur la figure 2, vu que l'aspiration des vapeurs au niveau de l'orifice annulaire 12 du pistolet 5 distributeur 10 se fait à la pression atmosphérique PA, 8P représente la perte de charge dans la partie du circuit de récupération de vapeur comprise entre le point d'aspiration, c'est-à-dire le pistolet distributeur 10 d'une part et le dispositif 60 d'autre part. Bien entendu 8P est négatif en aspiration, en effet : 10 8P=P-PAetP<PA PA : pression atmosphérique absolue P : pression absolue mesurée à l'entrée du débitmètre. Selon une première variante de l'invention, la caractéristique liée à la perte de charge à l'air dans la partie du circuit d'aspiration de 15 vapeur comprise entre le point d'aspiration d'une part et le capteur de pression et le débitmètre d'autre part est la résistance R qui est définie par l'équation : Q Vx dans laquelle : 20 8P représente la perte de charge exprimée en Pascal Qv représente le débit de vapeur exprimé en m3/s, et x représente un paramètre égal à 7/4 en théorie et à environ 1,8 dans la pratique, Il est par ailleurs connu que dans une canalisation dans 25 laquelle la longueur est très supérieure au diamètre, ce qui est le cas en l'espèce, la perte de charge 8P est également définie par l'équation : [L , p3 /4 QVx 1.11 / 4 19 / 4 d 30 dans laquelle : L représente la longueur de la partie de circuit considérée exprimée en mètre, d représente le diamètre considéré comme constant de cette partie de circuit exprimé en mètre, 35 g représente la viscosité de la vapeur exprimée en Pa.s ôp = C 2907773 7 p représente la masse volumique de la vapeur exprimée en g/1, et C représente un paramètre égal à 0,2414. Ces deux équations prouvent que la résistance R ne dépend que de la géométrie de l'installation et de la nature de la vapeur circulant 5 dans celle-ci, mais pas du débit de vapeur. Par suite, la comparaison des valeurs de la résistance R lors de l'étape de calibration préalable à l'air d'une part et en fonctionnement normal d'autre part permet de déterminer la nature de la vapeur aspirée. A cet effet, et selon une caractéristique essentielle de cette 10 première variante de l'invention : - on établit par calcul une table T [ Qv, Qvx] dans laquelle on associe une valeur Qvx à différents débits de vapeur Qv compris entre 0 et QvMAx, et on met cette table en mémoire, - lors de l'étape de calibration préalable à l'air de l'installation on ac-15 tionne la pompe d'aspiration et on commande les moyens de réglage de façon à obtenir plusieurs débits de vapeur Qv différents, - on mesure la pression relative 8P correspondant à ces débits de vapeur Qv et on en déduit pour chacun, à partir de la table T [Qv, Qvx] une va-leur de la résistance à l'air R de la partie du circuit d'aspiration de va- 20 peur comprise entre le point d'aspiration d'une part et le capteur de pression et le débitmètre d'autre part, - on effectue la moyenne RO des différentes valeurs R ainsi obtenues et on met celle-ci en mémoire, - en fonctionnement normal, on mesure à intervalle régulier, notamment 25 toutes les demi-secondes, les valeurs du débit de vapeur QvLU et de la pression relative 8P, - à partir du débit de vapeur QvLU on calcule le débit de vapeur réel Qv par la formule : Qv = QVLU 30 - on en déduit la valeur Qvx à partir de la table T [Qv, Qvx], - on calcule la valeur de la résistance à la vapeur R1 de la partie du cir- cuit d'aspiration de vapeur comprise entre le point d'aspiration d'une 35 part et le capteur de pression et le débitmètre d'autre part, et - on compare la résistance à la vapeur R1 à la résistance à l'air RO.According to the invention, this process is characterized by the following succession of steps: - a device for determining the nature of the aspirated vapors constituted by the association on the one hand a volumetric flowmeter and secondly a relative pressure measuring sensor 15 referenced in particular at atmospheric pressure PA, - this device is connected to the control electronics so as to allow it to have instantaneous values on the one hand, the flow rate of QvLU indicated by the flowmeter and, on the other hand, the relative pressure 8P indicated by the pressure sensor which represents the head loss in the part of the steam suction circuit between the suction point, on the one hand, and the pressure sensor and the volumetric flowmeter, on the other hand, - a preliminary air calibration of the installation is carried out so as to determine a feature related to the pressure drop in the air in the part of the vapor suction circuit between the suction point on the one hand and the pressure sensor and the flow meter on the other hand, and this feature is put in memory, - during normal operation, the values 30 of the steam flow rate QvLU and the relative pressure 8P are measured at regular intervals, - from the steam flow rate QvLU the instantaneous real steam flow rate is calculated by the formula: Qv = QVLU - the nature of the steam circulating in the vapor suction circuit is determined taking into account the density p and the viscosity of this vapor which is deduced from the characteristic related to the loss of air load previously stored, and - the installation is stopped when it is found that the vapors aspirated correspond to diesel fuel that is to say are very close to the air. Indeed, diesel fuel generates almost no evaporation for the temperatures at which it is used in road vehicles (-20% to + 50 C). In the event of detection of the aspiration of the vapors corresponding to diesel fuel, it is also advantageously possible to generate a visible and / or audible alarm for the vehicle driver. The implementation of the method according to the invention therefore only requires the addition to a conventional fuel distribution installation of the aforementioned type of a volume flow meter and a relative pressure measurement sensor referenced in particular to the atmospheric pressure PA. Such a flowmeter and such a pressure sensor correspond to particularly robust and inexpensive devices. Moreover, since these equipments are often already present in the fuel dispensers in order to control the vapor recovery function and thus reduce the emissions of volatile organic compounds, this new function does not significantly increase the cost of the fuel. installation. A biofuel distribution installation equipped according to the invention with a device for determining the nature of the vapors sucked up, which consists of a combination of a volume flow meter and a sensor. In this figure, the device 60 for determining the nature of the aspirated vapors is connected to the vapor recovery line 51 between the liquid / vapor separator 35. and the proportional solenoid valve 52. The control electronics 53 are connected to the device 60 and can thus have instantaneous values, on the one hand, of the volumetric flow rate QvLU indicated by the flow meter and, on the other hand, of the relative pressure. 8P indicated by the relative pressure sensor. According to the invention, the pressure sensor generally has as a rule its reference to the atmospheric pressure PA; it delivers 2907773 6 therefore a relative information 8P which corresponds to the difference between the absolute pressure at the measurement point and the atmospheric pressure. In the installation shown in FIG. 2, since the aspiration of the vapors at the annular orifice 12 of the dispenser gun 10 is at atmospheric pressure PA, 8P represents the pressure drop in the part of the fuel circuit. vapor recovery between the suction point, that is to say the dispensing gun 10 on the one hand and the device 60 on the other hand. Of course 8P is negative in suction, indeed: 10 8P = P-PAandP <PA PA: absolute atmospheric pressure P: absolute pressure measured at the inlet of the flowmeter. According to a first variant of the invention, the characteristic related to the pressure drop in the air in the part of the steam suction circuit between the suction point on the one hand and the pressure sensor and the flowmeter on the other hand is the resistance R which is defined by the equation: Q Vx in which: 8P represents the pressure loss expressed in Pascal Qv represents the steam flow rate expressed in m3 / s, and x represents an equal parameter 7/4 in theory and about 1.8 in practice, It is also known that in a pipe in which the length is much greater than the diameter, which is the case in this case, the loss of head 8P is also defined by the equation: [L, p 3/4 QV x 1.11 / 4 19/4 d 30 in which: L represents the length of the part of the circuit considered expressed in meters, d represents the diameter considered constant of this part of the circuit expressed in meters, 35 g The viscosity of the vapor, expressed as Pa.sup.p = C 2907773, p represents the density of the vapor expressed in g / 1, and C represents a parameter equal to 0.2414. These two equations prove that the resistance R depends only on the geometry of the installation and the nature of the vapor flowing in it, but not on the steam flow rate. As a result, the comparison of the values of the resistance R during the pre-air calibration step on the one hand and in normal operation on the other hand makes it possible to determine the nature of the steam sucked. For this purpose, and according to an essential characteristic of this first variant of the invention: - a table T [Qv, Qvx] is established by calculation in which a value Qvx is associated with different steam rates Qv between 0 and QvMAx , and this table is stored in memory, - during the pre-air calibration step of the installation, the suction pump is actuated and the adjustment means are controlled so as to obtain several flow rates of Vv different vapor, - the relative pressure 8P corresponding to these flow rates Qv is measured and one derives for each, from the table T [Qv, Qvx] a value of the air resistance R of the part of the vacuum suction circuit between the suction point on the one hand and the pressure sensor and the flowmeter on the other hand, the average RO of the different R values thus obtained is averaged and this memory, - in normal operation, we measure at intervals 1, in particular every half-second, the values of the steam flow QvLU and the relative pressure 8P, - from the steam flow QvLU the actual steam flow rate Qv is calculated by the formula: Qv = QVLU 30 - on derives the value Qvx from the table T [Qv, Qvx], - the value of the steam resistance R1 of the part of the steam suction circuit between the suction point of on the other hand, and - the steam resistance R1 is compared with the air resistance RO.
2907773 8 Il est à noter que la précision du résultat obtenu est fonction du nombre de valeurs Qvx calculé entre 0 et Qvmax qui définit le pas de la table T [Qv, Qvx]. Selon l'invention, on arrête l'installation si l'on constate que 5 la valeur du rapport R1 /RO est proche de 1 ce qui permet d'établir que les valeurs aspirées correspondent à des vapeurs de carburant diesel. Dans le cas contraire, l'installation continue à traiter la récupération des vapeurs de composés organiques volatils (biocarburant). Selon une seconde variante de l'invention qui présente 10 l'avantage de ne pas nécessiter le calcul de la résistance à l'air et à la va-peur de la partie du circuit d'aspiration de vapeur comprise entre le point d'aspiration d'une part et le capteur de pression et le débitmètre d'autre part, le procédé comporte la succession des étapes suivantes : - lors de l'étape de calibration préalable à l'air de l'installation, on ac- 15 tionne la pompe d'aspiration et on actionne pas à pas les moyens de réglage de façon à faire varier le débit d'air circulant dans le circuit d'aspiration de vapeur, - à chaque pas, on mesure les valeurs du débit de vapeur QvLU et de la pression relative 8P, 20 - à partir du débit de vapeur QvLU on calcule le débit de vapeur réel Qv par la formule : Qv = QvLU P \ A / 25 -on établit une table TO [8P, Qv] qui représente la caractéristique liée à la perte de charge à l'air dans la partie du circuit d'aspiration de va-peur comprise entre le point d'aspiration d'une part et le capteur de pression et le débitmètre d'autre part, et on met cette table TO [8P, Qv] en mémoire, 30 - en fonctionnement normal, on mesure à intervalle régulier, par exemple toutes les demi-secondes, les valeurs du débit de vapeur QvLU et de la pression relative 8P, - à partir du débit de vapeur QvLU on calcule le débit de vapeur réel Qv par la formule : 35 2907773 9 Qv = QVLU8P + 1 PA 10 15 - pour chaque débit de vapeur Qv on recherche dans la table TO [8P, Qv] la pression relative 6Pair correspondant au même débit d'air, 5 - on compare les pressions relatives 8P et 6Pair en calculant un facteur défini par l'équation : = bP û SPair SPair Comme il a déjà été indiqué, la pression relative 8P qui correspond à la perte de charge dans la partie du circuit d'aspiration de va-peur comprise entre le point d'aspiration d'une part et le capteur de pression et le débitmètre d'autre part est par ailleurs définie par l'équation : [L • p3 /4 Qvx • g1/4 19 / 4 d dans laquelle, si 8P est exprimé en Pascal, L représente la longueur de la partie de circuit considérée exprimée en 20 mètre, d représente le diamètre considéré comme constant de cette partie de circuit, exprimé en mètre, g représente la viscosité de la vapeur exprimé en Pa.s, p représente la masse volumique de la vapeur exprimée en g/1, 25 C représente un paramètre égal à 0,2414, Qv représente le débit de vapeur exprimé en m3/s, et x représente un paramètre égal à 7/4 en théorie et à environ 1,8 dans la pratique, et le facteur est par suite également défini par l'équation : 30 (3/4 1/4) Il vapeur (p3/4 1/41 û 1 IJ air 8P=C 2907773 i0 Par suite, et connaissant les valeurs de pair et air [pair = 1,29 g/1 - air = 180 micropoises (1 micropoise = 10-7 Pa.$)] ainsi que les valeurs correspondantes de p et de g dans le cas d'un carburant diesel, on peut, conformément à cette seconde variante de l'invention, ar-5 réter l'installation lorsque la valeur du facteur est proche de zéro ce qui permet d'établir que les vapeurs aspirées correspondent à de l'air. Conformément à ces deux variantes de l'invention, il est particulièrement avantageux d'effectuer une autocalibration périodique à l'air de l'installation de façon à mettre à jour la caractéristique liée à la 10 perte de charge à l'air dans la partie du circuit d'aspiration de vapeur comprise entre le point d'aspiration d'une part et le capteur de pression et le débitmètre d'autre part. On peut en effet ainsi tenir compte de possibles modifications de l'installation (vieillissement et usure des pompes, encrassement 15 progressif des tubulures, ...). Toutefois, les pistolets distributeurs des installations de distribution de carburant classiques sont en règle générale équipés d'un clapet branché sur le circuit de récupération de vapeur et ne s'ouvrant que lors d'une distribution de carburant.It should be noted that the precision of the result obtained is a function of the number of values Qvx calculated between 0 and Qvmax which defines the pitch of the table T [Qv, Qvx]. According to the invention, the installation is stopped if it is found that the value of the ratio R1 / RO is close to 1, which makes it possible to establish that the aspirated values correspond to diesel fuel vapors. Otherwise, the facility continues to process vapor recovery from volatile organic compounds (biofuel). According to a second variant of the invention which has the advantage of not requiring the calculation of the resistance to air and vapor of the part of the steam suction circuit between the suction point On the one hand, and the pressure sensor and the flowmeter, on the other hand, the method comprises the following succession of steps: during the step of prior calibration of the installation with air, the suction pump and the setting means is stepped so as to vary the flow of air flowing in the steam suction circuit, - at each step, the values of the steam flow rate QvLU and the relative pressure 8P, 20 - from the vapor flow QvLU the actual vapor flow rate Qv is calculated by the formula: Qv = QvLU P \ A / 25 -on establishes a table TO [8P, Qv] which represents the characteristic related to the air pressure drop in the part of the va-scre suction circuit between the suction point on the one hand and the pressure sensor and the flowmeter on the other hand, and put this table TO [8P, Qv] in memory, - in normal operation, is measured at regular intervals, for example every half-second, the values of the steam flow QvLU and the relative pressure 8P, - from the steam flow QvLU the actual steam flow rate Qv is calculated by the formula: Qv = QVLU8P + 1 PA 10 15 - for each flow rate of steam Qv we search in the table TO [8P, Qv] the relative pressure 6Pair corresponding to the same air flow, 5 - the relative pressures 8P and 6Pair are compared by calculating a factor defined by the equation : = bP - SPair SPair As already indicated, the relative pressure 8P which corresponds to the pressure drop in the part of the suction circuit of vapor between the suction point on the one hand and the sensor the pressure meter and the flowmeter on the other hand is also defined by the equation: p3 / 4 Qvx • g1 / 4 19/4 d where, if 8P is expressed in Pascal, L represents the length of the considered circuit part expressed in 20 meters, d represents the diameter considered constant of this circuit part, expressed in meters, g represents the viscosity of the vapor expressed in Pa.s, p represents the density of the vapor expressed in g / 1, C represents a parameter equal to 0.2414, Qv represents the vapor flow rate expressed in m3 / s, and x represents a parameter equal to 7/4 in theory and about 1.8 in practice, and the factor is consequently also defined by the equation: 30 (3/4 1/4) It vapor Thus, knowing the values of par and air [even = 1.29 g / l-air = 180 micropoise (1 micropoise = 10-7 Pa. $)] as well as the corresponding values of p and g in the case of a diesel fuel, it is possible, in accordance with this second variant of the invention, to re-instate the when the value of the factor is close to zero, which makes it possible to establish that the vapors sucked correspond to air. According to these two variants of the invention, it is particularly advantageous to carry out periodic periodic self-calibration of the installation so as to update the characteristic relating to the pressure drop in the air in the part the steam suction circuit between the suction point on the one hand and the pressure sensor and the flow meter on the other hand. In fact, it is possible to take into account possible modifications of the installation (aging and wear of the pumps, progressive fouling of the pipes, etc.). However, the dispensing guns of conventional fuel dispensing systems are generally equipped with a valve connected to the vapor recovery circuit and opening only during a fuel dispensing.
20 Or, la présence de ce clapet empêche toute recalibration à l'air de l'installation après sa mise en service, postérieurement à l'opération de calibration à l'air préalable. Pour permettre d'effectuer néanmoins une autocalibration ultérieure, il est avantageux conformément à l'invention d'adjoindre à 25 l'installation deux électrovannes trois voies pilotées par l'électronique de commande. Une installation ainsi équipée est à titre d'exemple représentée sur la figure 3 qui correspond à une vue partielle de la figure 2. Selon cette figure, la canalisation de récupération de vapeur 30 51 est équipée de deux électrovannes trois voies 54, 56 pilotées par l'électronique de commande 53. La première électrovanne 54 permet d'aspirer soit des va-peurs par l'orifice annulaire 12 du pistolet distributeur 10 soit de l'air par son entrée 55.However, the presence of this valve prevents any recalibration to the air of the installation after it has been put into service, after the prior air calibration operation. However, in order to allow a subsequent self-calibration to be carried out, it is advantageous according to the invention to add two three-way solenoid valves controlled by the control electronics to the installation. An installation thus equipped is, by way of example, represented in FIG. 3, which corresponds to a partial view of FIG. 2. According to this figure, the vapor recovery pipe 51 is equipped with two three-way solenoid valves 54, 56 driven by the control electronics 53. The first solenoid valve 54 can suck either vapers through the annular orifice 12 of the dispensing gun 10 or air through its inlet 55.
35 La seconde électrovanne 56 permet de diriger les vapeurs ou l'air aspiré(es) soit vers la cuve de stockage 20 soit vers l'atmosphère via sa sortie 57.The second solenoid valve 56 makes it possible to direct the vapors or the air sucked either towards the storage tank or towards the atmosphere via its outlet 57.
2907773 11 En fonctionnement normal, lors d'un plein, l'électronique de commande 53 pilote les électrovannes 54 et 56 de sorte que la vapeur aspirée soit conduite vers la cuve de stockage 20. Le passage d'air entre l'entrée 55 de l'électrovanne 54 et la 5 sortie 57 de l'électrovanne 56 n'est autorisé par l'électronique de commande 53 que lors des périodes d'autocalibration, c'est-à-dire hors période de distribution. Les opérations d'autocalibration périodiques d'une telle installation, conformément à la première et à la seconde variante de 10 l'invention, seront décrites ci-dessous. Conformément à la première variante de l'invention, lors de l'étape de calibration préalable à l'air de l'installation, après avoir déterminé la valeur de la résistance à l'air RO de la partie du circuit de récupération de vapeur comprise entre le pistolet distributeur 10 d'une part et le 15 dispositif de détermination 60 de la nature des vapeurs aspirées, c'est-à-dire le capteur de pression et le débitmètre d'autre part, on fait circuler de l'air entre l'entrée 55 de la première électrovanne 54 et la sortie 57 de la seconde électrovanne 56. On détermine ensuite de manière similaire la résistance à 20 l'air r0 de la partie du circuit de récupération de vapeur comprise entre la première électrovanne 54 d'une part et le dispositif de détermination 60 de la nature des vapeurs aspirées d'autre part. On met également cette valeur r0 en mémoire. Lors d'une autocalibration périodique, l'électronique de 25 commande 53 commande la commutation des électrovannes 54 et 56 de façon à faire circuler de l'air entre l'entrée 55 de la première électrovanne 54 et la sortie 57 de la seconde électrovanne 56. On détermine alors, toujours de manière similaire, une nouvelle valeur r'0 de la résistance à l'air de la partie du circuit de récupé- 30 ration de vapeur comprise entre la première électrovanne 54 et le dispositif de détermination 60 de la nature des vapeurs aspirées. A partir de la valeur r'0 on calcule une valeur réactualisée R'0 de la résistance à l'air de la partie du circuit de récupération de vapeur comprise entre le pistolet distributeur 10 et le dispositif de détermination 35 60 de la nature des vapeurs aspirées par la formule : r' R'o = = Ro • ro 2907773 12 Après cette autocalibration, en fonctionnement normal, lors d'un plein, on réitère les mêmes opérations de manière à calculer la valeur de la résistance à la vapeur R1 de la partie du circuit de récupération de vapeur comprise entre le pistolet distributeur 10 et le dispositif de déter- 5 mination 60 de la nature des vapeurs aspirées et on arrête l'installation lorsque la valeur de R1 permet d'établir que les vapeurs aspirées correspondent à de l'air. De même, conformément à la seconde variante de l'invention, lors de l'étape de calibration préalable à l'air de l'installation, 10 après avoir établi et enregistré la table TO [8P, Qv] qui représente une caractéristique liée à la perte de charge à l'air dans la partie du circuit de récupération de vapeur comprise entre le pistolet distributeur 10 et le dis-positif de détermination 60 de la nature des vapeurs aspirées, on fait circuler de l'air entre l'entrée 55 de la première électrovanne 54 et la sortie 15 57 de la seconde électrovanne 56. On établit ensuite de manière similaire une seconde table t0 [8p, qv] qui représente cette même caractéristique liée à la perte de charge à l'air dans la partie du circuit de récupération de vapeur comprise entre la première électrovanne 54 et le dispositif de détermination 60 de la 20 nature des vapeurs aspirées, et on met également ce second tableau en mémoire. Lors de la première autocalibration, l'électronique de commande 53 commande la commutation des électrovannes 54 et 56 de façon à faire circuler de l'air entre l'entrée 55 de la première électrovanne 54 et 25 la sortie 57 de la seconde électrovanne 56. On mesure alors les valeurs du débit d'air q'v et de la pression relative 8p' et on recherche dans la table t0 [8p, qv] le débit qv tel que qv = q'v de façon à déterminer un rapport : a = 8p'/ 8p 30 On actualise ensuite la table TO [8P, Qv] en multipliant toutes les valeurs de pression par le coefficient a pour obtenir une nouvelle table Ti [aP, Qv]. Ensuite, en fonctionnement normal, lors d'un plein, on réitère les mêmes opérations, c'est-à-dire que l'on mesure à intervalle régu- 35 lier les valeurs du débit de vapeur QvLU et de la pression relative 8P, on calcule le débit de vapeur réel Qv à partir du débit de vapeur QvLU, puis, pour chaque débit de vapeur Qv on recherche dans la table Ti [a6P, Qv] la pression relative a6Pair correspondant au même débit d'air.In normal operation, during a full, the control electronics 53 controls the solenoid valves 54 and 56 so that the sucked steam is led to the storage tank 20. The air passage between the inlet 55 of the solenoid valve 54 and the outlet 57 of the solenoid valve 56 are authorized by the control electronics 53 only during the periods of self-calibration, that is to say outside the distribution period. The periodic autocalibration operations of such an installation, according to the first and second variants of the invention, will be described below. According to the first variant of the invention, during the pre-air calibration step of the installation, after having determined the value of the air resistance RO of the part of the vapor recovery circuit included between the dispensing gun 10 on the one hand and the device 60 for determining the nature of the vapors sucked, that is to say the pressure sensor and the flow meter on the other hand, air is circulated between the inlet 55 of the first solenoid valve 54 and the outlet 57 of the second solenoid valve 56. The air resistance r0 of the part of the vapor recovery circuit between the first solenoid valve 54 is similarly determined. a part and the device 60 for determining the nature of the vapors sucked on the other hand. This value r0 is also put in memory. During periodic self-calibration, the control electronics 53 control the switching of the solenoid valves 54 and 56 so as to circulate air between the inlet 55 of the first solenoid valve 54 and the outlet 57 of the second solenoid valve 56. A new value r'0 of the air resistance of the part of the vapor recovery circuit between the first solenoid valve 54 and the determining device 60 of the kind is then determined in a similar manner. aspirated vapors. From the value r'0, an updated value R'0 of the air resistance of the part of the vapor recovery circuit between the dispensing gun 10 and the device for determining the nature of the vapors is calculated. aspirated by the formula: r 'R'o = = Ro • ro 2907773 12 After this autocalibration, during normal operation, during a full, the same operations are repeated so as to calculate the value of the steam resistance R1 of the part of the vapor recovery circuit between the dispensing gun 10 and the device of determination 60 of the nature of the vapors sucked and the installation is stopped when the value of R1 makes it possible to establish that the vapors sucked correspond to air. Likewise, according to the second variant of the invention, during the pre-air calibration step of the installation, after having established and recorded the table TO [8P, Qv] which represents a characteristic related to the pressure drop in the air in the part of the vapor recovery circuit between the dispensing gun 10 and the determination device 60 determining the nature of the vapors sucked, air is circulated between the inlet 55 of the first solenoid valve 54 and the outlet 57 of the second solenoid valve 56. A second table t0 [8p, qv] is then similarly created which represents this same characteristic related to the pressure drop in the air in the part of the vapor recovery circuit between the first solenoid valve 54 and the device 60 for determining the nature of the vapors aspirated, and this second table is also stored. During the first self-calibration, the control electronics 53 control the switching of the solenoid valves 54 and 56 so as to circulate air between the inlet 55 of the first solenoid valve 54 and the outlet 57 of the second solenoid valve 56. The values of the air flow q'v and the relative pressure 8p 'are then measured and the table t0 [8p, qv] is searched for the flow qv such that qv = q'v so as to determine a ratio: a = 8p '/ 8p The table TO [8P, Qv] is then updated by multiplying all the pressure values by the coefficient a to obtain a new table Ti [aP, Qv]. Then, in normal operation, during a full, the same operations are repeated, that is to say that the values of the steam flow rate QvLU and the relative pressure 8P are measured at regular intervals, the actual vapor flow rate Qv is calculated from the steam flow QvLU, then, for each flow of steam Qv, the table Ti [a6P, Qv] is searched for the relative pressure a6Pair corresponding to the same air flow rate.
2907773 13 On compare ensuite les pressions relatives 8P et a6Pair par calcul du facteur X défini par l'équation : û 8P û OESPair aSPair 5 et on arrête l'installation lorsque l'on constate que X a atteint une valeur proche de zéro permettant d'établir que les vapeurs aspirées correspondent à de l'air. Selon une autre caractéristique de l'invention, on effectue 10 une correction des effets de la température. Il est en effet à noter que la température agit sur la masse volumique p et sur la viscosité g des vapeurs aspirées. Or, si, en cours de distribution, la température ambiante est très différente de celle qui régnait lors de la calibration, il est néces- 15 saire de corriger les paramètres de référence pour l'air pour avoir une grande précision sur les valeurs de la résistance R et du rapport X. L'opération d'autocalibration permet de remettre ces para-mètres à jour ; en conséquence des autocalibrations à l'air répétées avec une fréquence suffisante permettent de s'affranchir de la correction de 20 température et du capteur associé.The relative pressures 8P and a6Pair are then compared by calculating the factor X defined by the equation: û 8P û OESPair aSPair 5 and the installation is stopped when it is found that X has reached a value close to zero allowing establish that the vapors aspirated correspond to air. According to another characteristic of the invention, a correction of the effects of the temperature is carried out. It should be noted that the temperature acts on the density p and on the viscosity g of the vapors sucked. However, if, during distribution, the ambient temperature is very different from that which prevailed during the calibration, it is necessary to correct the reference parameters for the air to have a great precision on the values of the resistance R and the ratio X. The autocalibration operation makes it possible to update these parameters; as a consequence of the repeated air autocalibrations with a sufficient frequency make it possible to dispense with the temperature correction and the associated sensor.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Name of requester: TOKHEIM UK LTD, GB Effective date: 20160419 |
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